直流系统监控与绝缘、电池检测模块

（一）监控模块

监控模块是电力直流电源系统的管理和控制中心，是直流电源系统的“大脑”，它接收、处理系统各部分的检测数据，根据系统管理和电池管理的要求进行各种控制，同时显示和记录系统的故障信息。并可通过通信接口与综自后台机通信，实现远端对电源设备的监测与控制。

监控模块的主要功能有：电池管理、数据设置、控制、通信、显示和告警等。

1.电池管理

电池管理是监控模块的核心内容，对系统的运行可靠性是至关重要的。监控模块可对电池的端电压、充放电电流、电池室温度及其他参数进行实时在线监测。可准确地根据电池的充放电情况估算电池的容量变化，还能按用户事先设置的条件自动转入限流均充状态，通过控制系统的母线电压来完成电池的正常均充过程。并可自动完成电池的定时均充维护，均／浮充电压温度补偿等工作，实现了全智能化电池管理，无需人工干预。

2.数据设置

通过键盘输入和LCD实时显示进行交互式操作，设置系统参数。一旦这些参数输入到监控模块，监控模块将保存这些设置数据，并以设置数据作为指导系统运行的基础。这些参数包括监控模块自身的参数和各个功能模块的参数，各功能模块以串口通信的方式与监控模块相连接。

3.控制功能

监控模块根据采集到的数据，参考监控模块的设置，进行综合处理和判断后，控制下级设备执行相应的动作，主要的动作有：整流模块均／浮充转换、整流模块输出限流、整流模块开／关机等，同时监控模块还可以通过通信端口向各种数据采集模块发出控制指令，使其执行指令并完成相应的操作。监控模块还可以通过告警干接点输出无源信号，供外部设备使用。

4.通信功能

监控模块的通信功能包括与下级设备的通信和与热控DCS的通信两部分。与下级设备的通信实现在一条总线上挂多个设备的目的；与后台热控DCS通信可以将电流、电压、报警信息传输到DCS系统中。

5.显示功能

监控模块对下级设备上报的各种信息进行处理后实时显示，这些信息包括数据采集、参数设置、信息提示等，如系统的母线电压、电池的充电电流、模块的电压和电流以及报警信息等。通过监控模块的键盘和LCD显示屏，可以随时查阅系统运行信息和历史信息、当前告警信息和历史告警信息等。

6.告警功能

部分告警信息是由下级设备产生的，下级设备将故障信息通过串口发送到监控模块，当监控模块接收到此告警信息并做相应的处理后，在LCD屏上实时动态显示，并伴有声光告警。

另一部分告警信息是监控模块根据接收到的各种数据采集模块上传的数据和系统参数进行比较后产生的，告警信息的处理方式同上。

（二）绝缘监测仪(https://www.xing528.com)

1.绝缘监测仪作用

绝缘监测仪用来监测母线和支路的绝缘下降情况，在正常运行情况下，绝缘监测仪对母线电压进行监测，通过监测母线电压计算母线对地的绝缘电阻。当母线对地绝缘电阻低于设定的告警值时，绝缘监测仪进入支路巡检状态，测量出有绝缘下降的支路和绝缘电阻，并通过面板的LED指示灯发出告警，同时将此告警信息上送到监控模块显示。

2.绝缘监测仪原理

绝缘监测仪采用平衡电桥法检测直流母线的绝缘电阻。平衡电桥法在绝缘监测仪主机内部设置2个阻值相同的对地分压电阻R₁、R₂，通过它们测得母线对地电压V₁、V₂。平衡电桥检测原理框图见图9-5。

当R_x=R_y=∞时，直流系统无接地。此时，V₁=V₂=110V。

当直流系统单端接地时，得以下方程：

图9-5 平衡电桥检测原理图

通过此方程式可求得单端接地电阻R_x或R_y。当系统出现双端接地时，得以下方程：

此时，不能直接求解，处理方法是将R_x、R_y中较大的一个视为无穷大，按单端接地的情况求解，所求得的接地电阻值大于实际值。R_x、R_y的实际值越接近，则测量误差越大，达到R_x=R_y时，测量误差∞。

平衡电桥法的优点是它属于静态测量，直流母线对地电容的大小不影响测量准确度。由于不受接地电容的影响，检测速度快。缺点是双端接地时，测量误差大，不能检测平衡接地。

当直流母线绝缘电阻低于设定的报警值时，绝缘监测仪自动起动支路巡检功能。支路检测工作原理是通过检测直流系统各个馈线支路上的漏电流来实现的，而漏电流传感器采用霍尔电流传感器，当某支路出现接地故障时，该支路的霍尔电流传感器即能输出信号，绝缘监测仪就能采样此信号，判断出接地支路。

（三）电池巡检仪

直流系统一般配备电池巡检仪在线跟踪监测电池组电压、充放电电流、电池表面温度等参数。电池巡检仪可以对每个电池的性能状态实时监测，同时传输数据给监控模块，利于检修运行对电池巡检和维护。